Ученые ТГУ в 2 раза увеличат КПД солнечных батарей

Радиофизики ТГУ разрабатывают наноструктуры на основе кремния для преобразования солнечной энергии в электрическую. Эти материалы позволят в два раза увеличить КПД солнечных батарей, сообщает пресс-служба вуза.

Уточняется, что основываясь на результатах экспериментов с уже полученными собственными полупроводниковыми наноструктурами, ученые ТГУ планируют увеличить КПД солнечных элементов до 35–40 %. При этом максимальная возможная эффективность таких батарей, по теоретическим подсчетам, составит 53 %.

При этом подобные разработки уже ведутся в научно-исследовательских центрах США, Канады, Германии, Франции, Японии, однако эффективность зарубежных кремниевых солнечных элементов не превышает 25 %, а солнечных элементов с квантовыми точками — всего 12 %.

«Один из способов повышения эффективности солнечных элементов на основе кремния — это напыление германиевых квантовых точек. Использование таких точек позволит собирать солнечную энергию в диапазоне видимого и инфракрасного излучений (вплоть до 1,6 микрометра) и, соответственно, повышать эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую», — приводит пресс-служба вуза слова аспиранта РРФ ТГУ Антона Пищагина, работающего над проектом под руководством профессора Андрея Коханенко.

По словам аспиранта, сейчас многие исследователи работают со структурами на основе арсенида галлия, однако структура кремниевых солнечных элементов с квантовыми точками значительно проще, что делает их изготовление дешевле. Для сравнения: арсенид-галлиевые солнечные элементы состоят из нескольких каскадов многослойных структур, каждый из них поглощает энергию в отдельном диапазоне, для поглощения и преобразования того же самого количества энергии достаточно одного каскада многослойной кремниевой структуры.

На данный момент ученые РФФ определяют оптимальное количество атомных слоев, их структуру, толщину, концентрацию островков германия и прочие параметры для повышения КПД.

По данным ТГУ, солнечная энергетика является сейчас самым экологичным источником энергии. Солнечные батареи можно использовать в космической, военной и гражданской отраслях, при построении электростанций различного назначения — от систем автономного электропитания загородного дома до обеспечивающих электроэнергией целые регионы.